熔盐电解制备钨铜合金粉体槽内温场条件分析

在熔盐电解法由Na2WO4和CuO制取钨铜合金粉体的研究基础上,分析电解槽内的温度场分布,特别是电极区域的温度分布情况对电解行为的影响.通过位移法测量,采取比较法分析实验误差,结果表明:电解过程中2个主要的外部条件,即电解槽内温场分布与电场分布是联动的;温度条件影响着电极电位;同时,外部槽电压通过电流扰动槽内温场,使电极区域温场分布不均.     

电解槽中电场的计算机辅助分析

本文以铜的精炼为例,在计算机上模拟单极式电解槽的结构,根据电磁场理论作了数值计算,得出槽内的电位分布。据此导出相应的电场分布和一次电流分布。根据对结果的分析,提出改进电解槽结构、寻求电解液的最佳电导的方法,以提高电流效率,降低槽电压,实现节能的目的。     

基于ANSYS Workbench的铜电解槽多物理场耦合仿真

以国内某厂铜电解槽为对象，基于ANSYS Workbench协同仿真平台，构建Maxwell和Fluent仿真模块的多场耦合仿真环境，探究槽内电场和流场的分布情况。结果表明：铜电解槽内高密度电流及电损耗功率主要集中在极板间区域；阴阳极板可以视作等势面，阳极板端部电流矢量方向由端部向外扩散，电场梯度均匀；根据流场分布特征可将铜电解槽内流体区域分为四个区域，其中阴阳极板之间区域的电解质流量仅为9%左右，槽底存在约1%的流动“死区”。     

基于CFD的平行流铜电解槽槽型优化设计

以平行流铜电解槽为对象,ANSYS软件为平台,对不同进液方式下电解槽槽内流场分布进行数值模拟。结果表明,进液方式对平行流电解槽极间电解液的流动有重要影响,与下部分段进液槽型和上部交错进液槽型相比,下部交错进液槽型具有较大的极间电解液流动速度与较均匀的速度场。     

稀土电解槽三维电场和温度场的分析研究

以6 kA稀土熔盐电解槽为研究对象,采用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件,建立稀土熔盐电解槽三维电场和温度场的数学模型进行计算和分析。分析得出:稀土熔盐电解槽内电场分布以阴极与阳极之间电势梯度最大,电势线较为密集;温度场以阴极和阳极中间区域为主要发热区,说明电解发生区域主要集中在阴极与阳极中间。     

铜电解槽内铜离子浓度分布调查

对电解槽内铜离子浓度进行取样分析,探讨了下进上出循环方式槽内电解液铜离子浓度分布情况和影响因素,介绍了改进措施和改进效果。     

铜电解槽内铜离子浓度分布调查

对电解槽内铜离子浓度进行取样分析，探讨了下进上出循环方式槽内电解液铜离子浓度分布情况和影响因素，介绍了改进措施和改进效果。     

铜电解液中硫酸质量浓度和温度对明胶分解的影响

采用透析的方法将铜电解液中相对分子质量大于3500的明胶进行分离,以二喹啉甲酸(BCA)法测定所得明胶质量浓度,研究了硫酸质量浓度和温度对铜电解液中明胶分解规律的影响.铜电解液中Cu2+基本不影响明胶的稳定性;电解液温度升高和硫酸质量浓度增大,都加剧了明胶的分解.在相同温度下,硫酸质量浓度在150~180 g·L-1范围内每增加15 g·L-1,明胶分解反应速率常数增大约1.2倍;而在相同的硫酸质量浓度下,温度在55~70℃范围内每增加5℃,明胶分解反应速率常数增大约1.5倍.对于铜电解生产,电解液中硫酸质量浓度150~180 g·L-1以及温度60~65℃,可推算出电解液在电解槽中停留3~4 h,明胶的分解率达50%~80%;电解液经过完整的一周循环约需6 h,明胶的分解率可达到70%~90%.     

不同保温层厚度下稀土电解槽电热场分析

目前,稀土熔盐电解法是制取稀土金属的主要工业生产方法之一,其中电解槽保温层是影响电解温度的重要条件之一。以赣州某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL软件进行模拟仿真,研究电解槽保温层厚度不同的情况下电解槽的温度场和电场参数,得到不同保温层厚度下电解槽温度场与电场的分布情况。结果表明：电解槽在电解过程中保温层壁面的温度差要远大于石墨坩埚壁面温度差,表明保温层在电解槽电解过程中起着主要的保温作用;随着保温层厚度的增大,电解区域的温度逐渐增加,温度梯度逐渐减小,温度场分布更均匀;电解槽的阴极表面电流密度先增大后减小,在保温层厚度为78 mm时,阴极表面电流密度达到最大值,即3.568×10⁴ A/m²,阴极表面电流密度越大则电解槽电解效率越高。结合电场和温度场分布结果得出,当电解槽保温层的厚度为78 mm时,电解槽的电解效率最高。     

60kA沉浸式稀土电解槽电场的数值模拟

通过计算设计开发新型60kA沉浸式稀土电解槽的基本尺寸结构,并采用数值模拟软件建立了该电解槽的三维电场计算模型。对60~100mm几种不同极距工况下电解槽电场分布情况进行模拟。通过对电场电压的分析可以发现最佳电极间距为70mm,为该槽型的推广应用提供了理论基础。     

稀土熔盐电解槽内温度场数值模拟

在前人电场及流场的研究基础上,考虑电热场及电解质流动对温度场分布的影响,利用差分法建立柱坐标下的能量传输方程的上风差分离散格式,采用FORTRAN97编程,对3kA钕电解槽的温度场进行了数值模拟。结果表明,电极之间的发热强度最大,但并不是电解槽的最高温区,高温区在接收器内部(1 100℃),模拟结果与实测结果比较吻合。     

稀土电解槽电解效率优化数值模拟

建立了考虑阳极表面气体存在的稀土电解槽流场—电场双向耦合模型,根据阳极气体作用下的电场分布情况来调节阳极下半部倾角,从而使电场分布相对平衡。结果表明,电场受阳极气体影响呈斜型分布,调节阳极下半部倾角为3°~6°,阳极下端电压降主要区域向坩埚一侧偏移,当倾角达到5°时,槽体内部电场分布相对均匀,有效改善了电解效率。     

熔盐制钠电解槽电场数值模拟研究

利用有限元软件ANSYS具有的多重单元、多重属性的特点,建立了四阳极熔盐制钠电解槽的电极及熔体整体三维电场数学模型。对电解槽不同极间距的电场进行了数值模拟,得出了电解槽的电位及电流密度分布规律,模拟结果与现场极间距0.206m的生产电解槽比较吻合,可为熔盐制钠电解槽优化设计提供参考。     

氯化物熔盐电解槽电热场模拟分析

氯化物熔盐电解槽在电解过程中受温度影响很大,有必要对电解槽中的电热场进行分析计算。利用COMSOL软件建立三维氯化物熔盐电解槽电热场模型,得到槽内电势和温度分布,分析电解槽的热平衡,在热平衡的基础上,计算电解槽结构参数对电热场的影响,并推导出放大方程。计算表明,缩短阴阳极间距,增大阴极高度、阴极半径、阳极半径及电解质液面高度可以在热平衡的条件下提高电流强度,依据无因次关系式可进行结构优化设计或电解槽放大设计而不需要复杂的建模,可以节省计算资源。     

稀土熔盐电解槽电场的数值模拟

利用有限元软件ANSYS建立了稀土电解槽的电极及熔体整体电场数学模型。对电解槽的电极插入不同深度及不同极间距的电场进行了数值模拟,得出了电解槽的电位及电流密度分布和电位及电流密度在电极表面的分布曲线,为熔盐稀土电解槽其他场的分析提供了更准确的边界条件。     

从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜

介绍了从电子脚镀锡铜针中回收锡和铜的工艺研究及生产实践。采用常温碱性电解脱锡,电解液无须加热循环流动,控制电流密度200A/m2、槽电压0.2⁰.4V,电解液含Sn 80.4V,电解液含Sn 8¹5g/L、NaOH 6015g/L、NaOH 60¹20g/L时,铜、锡的直收率分别达到99.7%和94.5%。脱锡铜针抛光处理后可以直接电解生产符合GB/T467-2010标准中Cu-CATH-1要求的阴极铜,电解条件:装填光亮铜针高出电解液面5cm以上,电流密度200A/m2,槽电压0.7V,电解液含Cu 45120g/L时,铜、锡的直收率分别达到99.7%和94.5%。脱锡铜针抛光处理后可以直接电解生产符合GB/T467-2010标准中Cu-CATH-1要求的阴极铜,电解条件:装填光亮铜针高出电解液面5cm以上,电流密度200A/m2,槽电压0.7V,电解液含Cu 45⁵0g/L、H2SO415050g/L、H2SO4150¹80g/L。     

Simulation of the electric field in an electrolytic cell with a liquid metal anode

The influence of the temperature and the level of liquid metal electrodes on the direct current distribution over the surface of the liquid metal anode and the electrolyte KCl-PbCl₂ volume in a cylindrical electrolytic cell is studied by simulating the electric field.     

锂电解槽多物理场耦合模拟

基于对30 kA电解槽流场、电磁场、电热场的研究,利用得到的电流强度与结构参数的关系,对40 kA电解槽进行结构参数优化,得到最优40 kA电解槽槽型。经电—热—磁—流场耦合研究,对比30 kA电解槽流场、电磁场、电热场分布。结果表明,优化后的40 kA电解槽电阻电压降低了0.33 V,电解槽中电解液温度分布变化并不明显,磁场强度的增幅均在10%以内,流场分布中涡流范围有所减少。在能量平衡条件下,40 kA电解槽磁流场分布相对30 kA电解槽更加稳定。